CN113811353B - 改进的光疗系统 - Google Patents

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Abstract

一种光疗系统，其具有用于检测与光源产生的光相关联的参数的传感器和用于基于检测到的参数来调制光源的电路。此外，光疗系统具有在连接点处与光源对接的光导、环境光传感器、用于检测(在连接点处)由被引导到光导中的发光垫所接收的环境光的连接器光传感器，以及用于基于环境光源的输出与连接器光传感器的输出之间的差异来判断光导是否正确连接到光源的电路。此外，光疗系统包括具有识别标签的发光垫和基于识别标签来调制光源的电路。另外，光疗系统包括封装发光垫和多个光发射器的外壳。

Description

改进的光疗系统
相关申请
本申请要求于2019年4月3日提交的美国专利62/828,828的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及一种用于将光传送到婴儿躯干的光疗设备和系统。
背景技术
长期以来，光疗一直被用于治疗新生儿的各种疾病(包括黄疸)。黄疸是由婴儿血液中胆红素的堆积引起的。将婴儿的皮肤暴露在某些类型的光下会迅速将胆红素降低到安全水平。
在发达国家中，对于患有黄疸的婴儿的毯式光疗被广泛使用，其优点是在治疗期间，它允许婴儿襁褓与母亲/婴儿接合。然而，出于经济原因，它在发展中国家并没有广泛使用。
发明内容
大多数新生儿和一定比例的足月婴儿在肝脏发育不足以过滤血液中的胆红素时会引起黄疸。患有黄疸的新生儿和足月婴儿通常利用蓝光治疗，蓝光将胆红素分子结合成光线素和光胆红素，其是胆红素的异构体并能够被肾脏过滤。
在发展中国家典型的成本敏感环境中，婴儿通常利用顶灯进行治疗。这种治疗模式的一个广为人知的问题是婴儿通常单独地躺下，其皮肤暴露在光下。通常，其手臂会挥舞并引起恐慌，导致婴儿哭泣。发生这种情况时，护理人员通常会中断或停止治疗，抱起婴儿并使婴儿平静下来。
毯式光疗提供了一种期望的替代方案，因为它允许在抱着或包裹婴儿的同时进行治疗，以使婴儿在治疗继续时保持平静而不会中断。然而，最有效的毯式光疗往往价格昂贵，因此仅限于发展中国家的高端医院。毯式光疗中使用的光纤构造通常需要来自具有复杂电子设备、风扇的远程盒中的高功率光源的光以及将热量与婴儿隔开的中间光纤线缆，所有这些都使得在成本敏感的环境中交付的构造过于昂贵。
目前可用的低成本毯式光疗通常由单个选择性端接光纤的简单构造——一种无效的垫构造——组成。这种构造通常会产生光斑或光点，通常其记录的读数低于美国儿科学会(American Association of Pediatrics)的每平方厘米每纳米27微瓦的标准(全球普遍认为这是婴儿光疗的有效下限)。此外，该系统的光学低效率需要高功率光源(通常为100瓦或更高)以及复杂的电子设备和冷却风扇，来散发由高功率LED所产生的热量。
更光学有效的光传输可以减少光源处所需的光功率，从而允许更成本效益的构造。类似地，用于家庭使用的光疗系统使通常由医院的技术人员实施的一些校准自动化，也允许在家中和/或以较低成本使用光疗。
在本文描述的光疗系统包括在恶劣环境中降低成本和提高效率的新颖特征。光疗系统提高了光学传输的效率和有效性，实现了较低的功率、较简单的复杂性和较低的成本以及较冷的光源。光疗系统还包括软盖，其设计为最大限度地减少光衰减以提高光学效率。光疗系统还包括跟踪设备，以使耐用医疗设备(Durable Medical Equipment，DME)经销商能够轻松地定位设备，从而最大限度地降低后勤成本。
本发明提供一种光疗系统，其具有用于检测与光源产生的光相关联的参数的一个或多个传感器，以及用于基于检测到的参数来调制光源的电路。
本发明还提供一种光疗系统，该光疗系统具有在连接点处与光源对接的光导、环境光传感器、用于检测(在连接点处)由被引导到光导的发光垫所接收的环境光的连接器光传感器，以及被配置为基于环境光源的输出与连接器光传感器的输出之间的差异来判断光导是否正确连接到光源。
本发明还提供一种光疗系统，其包括具有识别标签的发光垫和基于与识别标签相关联的校准设置来调制光源产生的光的电路。
本发明另外提供一种光疗系统，其包括封装发光垫和多个光发射器的外壳。
根据本发明的一个方面，提供了一种光疗系统，其包括光源、发光垫、传感器和电路。发光垫被配置为发射由光源产生的光。传感器检测光源的参数。传感器包括光电传感器、热传感器、电压传感器或电流传感器中的至少一种。当传感器包括光电传感器时，光电传感器接收由光源产生的光的一部分。当传感器包括热传感器时，热传感器检测光源的温度。当传感器包括电压传感器时，电压传感器检测光源的正向电压。当传感器包括电流传感器时，电流传感器检测光源的电流。电路从传感器接收检测到的参数，并基于接收参数发出通知和/或调制光源产生的光，使得当检测到的参数与由光源产生的光的光功率的降低相关联时，光源的电功率增加。
替代地或附加地，电路配置为基于检测到的参数调制由光源产生的光，使得从发光垫发射的光的光功率匹配预定的光功率。
替代地或附加地，光疗系统还包括壳体。传感器包括多个热传感器。光源和多个热传感器位于壳体的内腔中。多个热传感器位于壳体内的不同位置。
替代地或附加地，电路还记录一段时间内不同时间点的接收参数，并确定一段时间内记录的参数的变化率。当所确定的变化率在一段时间内是恒定的且非零时，电路发出第一通知。当所确定的变化率包括变化率增加或减少了大于变化阈值的偏差时，电路发出不同于第一通知的第二通知。
替代地或附加地，光疗系统还可以包括热耦合到光源并且被配置为从光源传递热量的散热器。
替代地或附加地，传感器包括：环境温度传感器，其配置为测量光疗系统所处环境的环境温度；以及光源温度传感器，其配置为测量光源的工作温度。该电路还确定作为测得的环境温度与测得的操作温度之间的差的增量。光疗系统还包括非暂时性计算机可读介质，其配置为存储包括由电路在不同时间确定的增量的历史增量。该电路还将当前时间确定的增量与历史增量进行比较。当当前时间确定的增量偏离历史增量时，电路发出通知。
替代地或附加地，散热器是热电冷却器。传感器包括：环境温度传感器，其配置为测量光疗系统所处环境的环境温度；以及功率传感器，其配置为测量由热电冷却器使用以将光源的位置保持在设定点温度的电功率。光疗系统还包括非暂时性计算机可读存储器，其存储指示由热电冷却器针对环境温度的正常功率使用范围的参数的映射。该电路还确定测量的电功率是否在测量的环境温度的正常功率使用范围内。当测量的电功率不在正常功率使用范围内时，电路发出通知。
替代地或附加地，基于所测量的电功率使用与先前时间的热电冷却器的电功率测量值相比较来确定所发出的通知。
根据本发明的另一方面，提供了一种光疗系统，其包括光源、光导、发光垫、环境光源、连接器光源、电路和壳体。光导光学连接到发光垫。光导被配置为在连接点处与光源对接，使得由光源产生的光被光导接收并传输到发光垫。发光垫发射光源产生的光。光源和连接器光传感器位于壳体的内腔中。环境光传感器被配置为测量位于壳体的内腔外部的环境中的环境光。发光垫还被配置为接收环境光并将接收到的环境光传输到光导。光导还配置为接收来自发光垫的环境光并将光引导至连接点。连接器光传感器测量连接点处接收到的环境光。该电路从环境光传感器接收环境测量值并从连接器光传感器接收连接器测量值。该电路还确定环境测量值与连接器测量值之间的差异。当所确定的差异大于环境光差异阈值时，电路发出连接错误通知。
根据本发明的另一方面，提供了包括光源、发光垫、识别标签和电路的光疗系统。识别标签输出识别发光垫的信号。电路调制光源产生的光并从识别标签接收识别信号。该电路还基于识别信号确定发光垫的校准设置并基于所确定的校准设置来调制光源产生的光。
替代地或附加地，校准设置指定发光垫的光传输效率并且电路基于发光垫的光传输效率与标准光传输效率值的比较来确定校准设置。
替代地或附加地，光疗系统还包括运动传感器。电路配置成当运动传感器在大于时间阈值的持续时间内没有感测到运动时发出通知。
替代地或附加地，光疗系统可以附加地包括第一光导、第二光导、第一光传感器和第二光传感器。光源包括被配置为经由第一光导将光传输到发光垫的第一光发射器和被配置为经由第二光导将光传输到发光垫的第二光发射器。第一光传感器被配置为检测由发光垫接收并由发光垫传输到第一光导的光。第二光传感器被配置为检测由发光垫接收并由发光垫传输到第二光导的光。电路在时间上交替由第一光发射器和第二光发射器的光发射并且周期性地记录由第一光传感器检测到的光和由第二光传感器检测到的光。当由第一光传感器检测到的光和由第二光传感器检测到的光在大于时间阈值的持续时间内没有改变达变化阈值时，电路发出指示没有检测到运动的无运动通知。
替代地或附加地，光疗系统还包括光导，该光导配置为接收来自光源的光并将接收到的光传递到发光垫。
替代地或附加地，光疗系统还包括被配置为将光导和光源进行光学连接的套圈。
根据本发明的另一方面，提供了一种光疗系统，其包括具有多个光发射器的光源、发光垫和外壳。多个光发射器中的每一个被配置为产生光。发光垫被配置为发射由光源产生的光。外壳封装发光垫与每个光发射器。
替代地或附加地，光源包括多个光发射器。多个光发射器沿着发光垫的横向边缘与发光垫对接。
替代地或附加地，光疗系统还包括被认为接收和支撑发光垫的后表面或侧表面的平台。该平台包括以下中的至少一个：热耦合到光源并被配置为从光源传递热量的散热器或被配置为向光源和电路供电的电源。
替代地或附加地，电源包括感应充电器。
替代地或附加地，光疗系统还包括壳体和床。壳体将光源保持在壳体的内部空间中。壳体包括在壳体的朝上表面中的孔。光源定位在壳体内，使得光源产生的光通过孔发射。床包括用于容纳壳体的凹陷。凹陷成形为容纳壳体，使得壳体的朝上表面与床的床面齐平。壳体包括不从壳体的朝上表面突出并且与发光垫上的互补结构对接的保持特征，使得由光源产生的光被发光垫接收。
替代地或附加地，光疗系统包括衬垫，该衬垫被配置为当发光垫没有光学连接到光源时，被放置在床的床面的至少一部分和壳体的朝上表面上。
替代地或附加地，保持特征包括以下中的至少一个：用于容纳光学连接到发光垫的光导的端口或被配置为与在发光垫上的互补磁性连接器对接的磁性连接器，使得：当磁性连接器与互补磁性连接器接合且光源发光时，发光垫接收来自光源的光。
替代地或附加地，发光垫包括标识符电路，该标识符电路被配置为将发光垫的标识传输到电路，使得当发光垫光学连接到光源时，该电路接收所传输的标识，并且当没有接收到指示发光垫未光学连接到光源的标识时，该电路防止光源发光。
替代地或附加地，光疗系统附加地还包括光导、套圈和壳体。光导被配置为：在连接点处与光源对接，接收来自光源的光，并将接收到的光传输到发光垫。套圈在连接点处保持光导与光源之间的光学连接。壳体在壳体的内部空间中接收光源。套圈的一部分延伸到壳体的外部，并且套圈的延伸部分热连接到光源，使得热量通过套圈、经由套圈的延伸部分从光源传递到壳体外部。
替代地或附加地，光源包括多个光发射器。
替代地或附加地，多个光发射器包括多个发光二极管(LED)。
替代地或附加地，光疗系统不包括任何运动部件。
替代地或附加地，光疗系统还包括被配置为与电子设备通信的通信接口。电路经由通信接口从电子设备接收指令。响应于指令，电路使通信接口在一段时间内向电子设备提供检测到的参数的记录。
替代地或附加地，电路还被配置为：经由通信接口从电子设备接收包括治疗开始时间的治疗计划，并在该开始时间发出通知。
替代地或附加地，发光垫是由光纤形成的光纤面板。
替代地或附加地，光纤面板的光纤包括包层和导光芯，并且通过刻蚀包层来控制来自光纤的光发射，使得光由发光垫均匀地发射。
替代地或附加地，发光垫是并非由光纤形成的模制光导。
替代地或附加地，发光垫具有包括三维轮廓发光区域的顶部表面。
替代地或附加地，光疗系统还包括盖，该盖被配置为将光纤面板容纳在盖的内部空间内，其中，盖由分层织物制成。
替代地或附加地，光疗系统还还包括配置成输出光疗系统的位置的跟踪器电路。
替代地或附加地，跟踪器电路是全球定位系统(GPS)跟踪芯片。
虽然本文相对于本发明的实施例描述了许多特征；但是相对于给定实施例描述的特征也可以结合其他实施例使用。以下描述和附图阐述了本发明的某些说明性实施例。然而，这些实施例仅指示可以采用本发明的原理的各种方式中的几种。当结合附图考虑时，根据以下详细描述，根据本发明的方面的其他目的、优点和新颖特征将变得显而易见。
附图说明
不一定按比例绘制的附图示出了本发明的多个方面，其中，在各个视图中使用相似的附图标记来表示相同或相似的部分。
图1是光疗系统的示出了光的传递的实施例的框图。
图2是描绘光疗系统的部件之间的物理连接的示意框图。
图3是光疗系统的包括两个光导的示意框图。
图4是光疗系统的包括外壳的示意框图。
图5是光疗系统的包括由光源沿横向边缘照射的发光垫的示意框图。
图6是光疗系统的包括平台的示意框图。
图7是光疗系统的包括床的示意框图。
图8是图7的光疗系统的还包括发光垫的示意框图。
图9是图7的光疗系统的还包括垫的示意框图。
图10是光疗系统的包括光导、壳体和套圈的示意框图。
图11是光疗系统的包括通信接口的框图。
下面结合附图详细说明本发明。在附图中，具有附图标记的每个元件与具有相同附图标记的其他元件相似，而与附图标记后面的任何字母名称无关。在正文中，在附图标记之后具有特定字母名称的附图标记是指具有数字和字母名称的特定元件，并且没有特定字母名称的附图标记是具有相同附图标记的所有元件，而与图中附图标记后面的任何字母名称无关。
具体实施方式
本发明提供了一种光疗系统，其具有用于检测与由光源产生的光相关联的参数的传感器。传感器的输出由电路接收并且电路基于检测到的参数来调制光源产生的光。
本发明还提供一种光疗系统，其具有光源、光导、发光垫、环境光传感器、连接器光传感器和电路。光导在连接点处与光源对接。环境光传感器检测环境光水平。环境光被发光垫接收并从发光垫传输到光导，以及从光导传输到连接点。连接器光传感器检测连接点处环境光(即，由发光垫接收并经由光导传输到连接点的环境光)的光水平。该电路基于环境光源的输出与连接器光传感器的输出之间的差异来判断光导是否正确连接到光源。
本发明还提供一种光疗系统，其包括电路、光源和具有识别标签的发光垫。电路从识别标签接收发光垫的识别。电路基于接收到的标识来确定发光垫的校准设置。然后，电路基于所确定的校准设置来调制光源产生的光。
本发明附加地提供一种光疗系统，其包括封装发光垫和多个光发射器的外壳。
转到图1，示出了包括光源12、发光垫14、传感器16和电路18的光疗系统10。光源12产生光30并且发光垫14发射由光源12产生的光30。传感器16检测光源12的参数。基于检测到的参数，电路18或者发出通知或者调制由光源产生的光。
传感器16包括光电传感器、热传感器、电压传感器或电流传感器中的至少一种。当传感器16包括光传感器时，光电传感器接收由光源12产生的光30的一部分。当传感器16包括热传感器时，热传感器检测光源12的温度。当传感器16包括电压传感器时，电压传感器检测光源12的正向电压。当传感器包括电流传感器时，电流传感器检测光源16的电流。
传感器16可以包括一种或多种类型的一个或多个传感器。例如，传感器16可以包括加速度计、两个热传感器和两个光电传感器。
电路18从传感器16接收检测到的参数并基于接收参数发出通知和/或控制光源12。例如，电路18可以基于检测到的参数调制由光源12产生的光30，使得从发光垫14发射的光30的光功率与预定的光功率匹配。作为另一示例，当接收参数指示光源12产生的光30的光功率已经降低时，电路18可以发出指示光疗系统10的服务被推荐的通知。
电路18可以将由传感器16检测到的参数与该检测到的参数的可接受范围进行比较，并且当检测到的参数不在可接受范围内时，电路18可以调制光源12，使得由光源产生的光的光功率增加。作为示例，由光源12产生的光30可以被调制，使得当检测到的参数与由光源12产生的光30的光功率的降低相关联时，光源12的电功率增加。在一段时间之后，电路18可以从传感器16接收更新的检测到的参数并且再次将检测到的参数与该检测到的参数的可接受范围进行比较。如果检测到的参数仍然在可接受的范围之外，则电路18可以再次调制光源12。这样，传感器16和电路18可以充当反馈回路，以保持光源12在可接受的范围(例如，可接受的光功率)内工作。
本领域普通技术人员将理解，电路18可以具有各种实施方式。例如，电路18可以包括任何合适的设备，诸如处理器(例如CPU)、可编程电路、集成电路、存储器和I/O电路、专用集成电路、微控制器、复杂可编程逻辑器件、其他可编程电路等。电路18还可以包括非暂时性计算机可读介质，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)或任何其他合适的介质。用于执行本文描述的光源12的控制的指令可以存储在非暂时性计算机可读介质22中并且由电路18执行。电路18可以通过系统总线、母板或使用本领域已知的任何其他合适的结构通信地耦合到计算机可读介质和网络接口。
转到图2，光疗系统可以包括壳体40并且传感器16可以包括多个热传感器16a、16b。光源12和多个热传感器16可以位于壳体40的内腔42中。多个热传感器16a、16b可以位于壳体40内的不同位置。如上所述，当由传感器16检测到参数(即，不同位置处的温度)时，电路18可以将参数与参数的可接受范围进行比较。例如，不同温度测量位置的可接受范围可能取决于其他温度测量值。即，远离光源12的温度读数可用于确定更靠近光源12的温度测量值的可接受范围。
电路18可以记录在一段时间内在不同时间点从传感器接收的参数。电路18然后可以确定在该时间段期间所记录的参数的变化率。当所确定的变化率在整个该时间段内恒定且非零时，电路18可以发出第一通知。例如，第一通知可以是应尽快执行光疗系统10的维护的警告。当所确定的变化率包括变化率增加或减少大于变化阈值的偏差时，电路18可以发出不同于第一通知的第二通知。例如，第二通知可以是应立即执行光疗系统10的维护并且直到维护完成才能继续使用光疗系统10的警告。例如，当发出第二通知时，电路18还可以禁用光源直到维护被执行。
例如，如果电路18确定检测到的参数的趋势表明光源12的性能逐渐衰减(例如，在许多操作周期内)，则电路18可以确定光源12由于老化而正在损失效率。当这种情况发生时，电路18可以发出应尽快更换光源18的通知(也称为警告)。当已经确定光源12的效率足以影响治疗时，电路18可以给出不同的通知。
替代地，如果电路18确定性能突然变化，则电路18可以立即发出警告信号(例如，即使光输出保持在指定范围内)，因为电路18可以假设某个其他过程(例如，其他部件老化)已经发生。这样，当前执行的现场服务程序的一部分能够被自动化，并且在由其他事件(例如，线束松动)引起真正问题的情况下，可以通过降低服务技术人员盲目更换光源12的风险来降低成本(如果光源没有故障，则压缩成本)。
光源12可以是单个光发射器或多个光发射器。例如，光发射器可以是发光二极管(LED)、微LED、荧光源、白炽灯源、激光器或任何合适的光源。
发光垫14可以各自包括用于接收由光源12产生的光并从发光垫14的光发射表面发射光的任何合适的结构。例如，发光垫光导20可以包括编织光纤或包层扁平光纤。发光垫14可以由任何合适的材料形成。
因为由于刻蚀，光纤发光垫14可以更有效地传递光，所以光疗系统在光源方面可能需要较少的功率和成本。例如，一个或更多个低功率LED能够与一个或更多个光纤束或套圈对接，将光引导到光纤面板。因为低功率LED的成本较低且产生的热量较少，因此电子电路较简单且无需冷却风扇——这些因素有助于提高成本效率。没有移动部件的设计简单也有助于坚固性，这在诸如农村医院或家庭使用等不同环境中很重要。
附加地，通常光纤垫被包封在可重复使用的塑料套中，该塑料套继而被包封在一次性软纺织物盖或纸盖中以保护婴儿的皮肤。这些盖能够将亮度减少20％或更多。然而，在本发明的实施例中，一次性盖的设计通过更有效的选择材料或使材料分层来最小化光衰减。这通过降低LED所需的亮度来克服由织物套或纸套引起的光线减少，从而有助于系统效率。
替代地，发光垫可被配置为避免使用光纤。例如，发光垫14可以是并非由光纤形成的模制光导。作为示例，发光垫可以是在柔性PMMA或硅胶中模制的光导，或甚至SLA印刷的光导。由于您取消了织机/滚筒工序，以及手工铺层，以及甚至垫制造商的套圈工序，因此还有机会节省劳动力。发光垫14可以具有包括三维轮廓发光区域的顶部表面。例如，发光垫14可以是更好地符合婴儿身体并在给定时间照亮较多皮肤表面面积的三维(3D)轮廓的发光区域(例如，在柔性介质中被模制或被印刷)。
在另一个实施例中，3d轮廓光导可以提高表面积照明和婴儿舒适度，但光导可能不会集成到垫。替代地，光导可以是一个单独的毯式件，其位于常规的扁平式垫的顶部。该件可以以S、M、L等通用尺寸来提供。或者也可以提供多种款式以匹配典型的婴儿体型。作为示例，可以在NICU和DME中使用手持式光学扫描仪来扫描婴儿的体型并推荐最适合的垫子类型。
光疗系统还可以包括在盖的内部空间内容纳光纤面板的盖。该盖可以由分层的纺织物制成。
光疗系统10还可以包括热耦合到光源12以从光源12传递热量的散热器44。例如，散热器可以包括使用热膏来与光源12热耦合的机械固定金属部件。
继续参照图2，传感器16可以包括光源温度传感器16a和环境温度传感器16b。光源温度传感器16a可以测量光源12的工作温度。环境温度传感器16b可以测量光疗系统10所在的环境45的环境温度。电路18可以确定作为测得的环境温度与测得的操作温度之间的差的增量。先前确定的增量可以作为历史增量存储在非暂时性计算机可读介质(也称为存储器)22中。电路18可以将在当前时间确定的增量与从存储器22检索的历史增量进行比较。当在当前时间确定的增量偏离历史增量大于增量阈值(例如，15％)时，则电路18可以发出通知。如上所述，该通知可以是将来执行维护的警告，或者该通知可以是立即执行维护。
在实施例中，散热器44可以是热电冷却器并且传感器16可以包括环境温度传感器16b和功率传感器。如上所述，环境温度传感器16b可以测量周围环境45的环境温度。功率传感器可以测量由热电冷却器使用以将光源的位置维持在设定点温度的电功率。电路18可以从存储器22访问指示热电冷却器正常功率使用范围的参数的映射，以用于将光源12维持在给定环境温度的设定点温度。例如，参数的映射可以指示先前记录的功率利用和环境温度组合。
电路18可以基于存储在存储器中的参数的映射来确定测得的电功率是否在测得的环境温度的正常电功率使用的范围内。当测得的电功率不在正常功率使用的范围内时，电路18可以发出通知。例如，基于所测量的电功率使用与先前时间的热电冷却器的电功率测量值相比较来确定所发出的通知。即，如果测得的环境温度的电功率使用在正常电功率使用范围之外的第一通知范围内，则可以发出第一通知。类似地，如果测得的环境温度的电功率使用在第一通知范围之外但在包含第一通知范围的第二通知范围之内，则电路18可以发出第二通知。
转到图1和图2，在另一个实施例中，光疗系统10可以包括光源12、光导20、发光垫14、传感器16和壳体40。传感器16可以包括环境光传感器16c和连接器光传感器16d。光导20光学连接到发光垫14。光导20在连接点50处与光源12连接，使得光源12产生的光30被光导20接收并透射到发光垫14。光源12和连接器光传感器16d位于壳体40的内腔42内。环境光传感器16c测量位于壳体40的内腔42外的周围环境45中的环境光32。
连接点50可以包括将光导20和光源12光学对接的套圈。
发光垫14接收环境光32，并将所接收的环境光32a传输至光导20。光导20接收来自发光垫14的环境光32b，并将光32c引导至连接点50。连接器光传感器16d测量在连接点50处的所接收的环境光32c。
电路18接收来自环境光传感器16d的环境测量值和来自连接器光传感器16c的连接器测量值。电路18确定环境测量值与连接器测量值之间的差异。当所确定的差异大于环境光差异阈值(指示在从发光垫14传输到连接点50期间的光损失，表示光导20与光源12之间的连接不正确)时，电路发出连接错误通知。连接错误通知可以是光导20被错误地连接到光源12的视觉或听觉通知。例如，电路18可以包括显示文本和/或闪烁以指示存在连接错误的显示器。替代地或附加地，电路18可以包括当存在连接错误时播放声音(例如，哔哔声)的扬声器。
光导20可以各自包括用于经由全内反射引导来自光源的光的任何合适的结构。例如，光导20可以包括多股光纤、单纤维实芯光纤、编织光纤或包层扁平光纤中的至少一种。光导20可以由任何合适的材料形成。例如，光导20可以由玻璃或塑料中的至少一种制成。
在另一个实施例中，光疗系统10可以包括光源12、发光垫14、电路18和识别标签54。识别标签54输出识别发光垫14的信号。电路18接收来自识别标签54的识别信号并基于该识别信号确定发光垫14的校准设置。然后，电路18基于所确定的校准设置来调制光源12产生的光30。
例如，识别标签54可以包括RFID标签并且电路18可以从识别标签54接收唯一标识符作为识别信号。电路18可以在存储器中查找唯一标识符以确定与该唯一标识符相关联的校准设置。作为另一个示例，识别信号可以是发光垫14的校准设置。
识别标签54可以包括任何合适的设备(例如，条形码、无线电发射器等)，用于向电路18提供信息。
校准设置可以指定发光垫14的光传输效率。电路可以基于发光垫14的光传输效率与标准光传输效率值的比较来确定校准设置。例如，发光垫14的光传输效率可以是标准光传输效率值的14％。电路18，通过调制光源12使得光源12的光功率增加14％，可以调制光源以补偿光衬垫的光传输效率，。
因为光疗系统经常用于新生儿，所以如果在一段时间内没有感测到运动，则光疗系统可以另外发出通知。例如，光疗系统10可以包括运动传感器60，诸如加速度计和/或陀螺仪。当运动传感器60在大于时间阈值的持续时间内没有感测到运动时，电路18可以发出通知。例如，当预置时间阈值(例如，30秒或60秒)没有感测到运动时，电路18可以发出声音警报。
转到图3所示的实施例，光疗系统10可以包括光源12、发光垫14、传感器16、电路18和光导20。光导20可以包括第一光导20a和第二光导20b。传感器16可以包括第一光传感器16a和第二光传感器16b。光源12可以包括第一光发射器12a和第二光发射器12b。第一光发射器12a经由第一光导20a将光传输到发光垫14。第二光发射器12b经由第二光导20b将光传输到发光垫14。
第一光传感器16a检测由发光垫14接收并由发光垫14传输到第一光导20a的光。例如，第一光传感器16检测由发光垫14接收到的环境光的部分和由第二光发射器12b产生的光的部分。第二光传感器16b检测由发光垫14接收并由发光垫14传输到第二光导20b的光。例如，第二光源16检测由发光垫14接收到的环境光的部分和由第一光发射器12a产生的光的部分。
电路18通过第一光发射器12a和第二光发射器12b在时间上交替的发射光(例如，这些光发射器不在同一时间发射光)。电路18还周期性地(例如，每100毫秒)记录由第一光传感器16a检测到的光和由第二光传感器16b检测到的光。当由第一光传感器16a检测到的光和由第二光传感器16b检测到的光在大于时间阈值的持续时间内没有改变达变化阈值时，电路可以发出用于指示尚未检测到运动的无运动通知。例如，电路18可以确定由第一光传感器16a和第二光传感器16b输出的差值，并且当过去60秒内的任何两个图像的差值不大于10％时，电路18可以发出无运动通知。
转到图4，示出了光疗系统10的实施例，其包括光源12、发光垫14和外壳62。光源12包括多个光发射器12a-12f。多个光发射器12中的每个被配置为产生光。发光垫14发射由光源12产生的光。外壳62封装光发射器12的每个和发光垫14。
例如，替代使用与发光垫14分开定位的光源12，光源12可以替代地集成到发光垫14本身中。即，发光垫可以由凝胶形成，光发射器嵌入凝胶中。例如，包括多个光发射器(例如，LED)的包层扁平光纤可以被包裹在凝胶(例如，聚氨酯)中。可以在凝胶的边缘与光发射器进行电连接。在替代实施例中，光发射器可以是嵌入在凝胶中的微型LED(没有单独的光导)。类似地，可以在发光垫的表面处形成电连接以向微型LED提供功率。
如图5所示，示出了光疗系统10的实施例，其包括沿着发光垫14的横向边缘64与发光垫14对接的多个光发射器12。
作为示例，光源12可以是传统的光纤插入件和沿着插入件的一个边缘对齐的小型LED条。利用一系列小型LED，光被很好的分布，并且可以使用基本类型的耦合光学器件(例如，模制亚克力条在一侧上具有一系列凹痕以接收LED，并在另一侧上具有用于容纳形成发光垫的光纤端部的腔)。光纤端部可以是透明的紫外线固化环氧树脂，以实现均匀的光耦合。
通过消除光学线缆和对单个大型准直反射器的需求，可以实现光学效率的显著提高，从而显著降低热浪费。废热也可以通过使其掺杂有导热添加剂的方式通过衬垫的塑料盖来发送，并让它消散到环境中，或甚至可以用来温暖婴儿。
转到图6，光疗系统10的实施例可以附加地包括平台70，其接收和支撑发光垫14的后表面72或侧表面74。平台70包括散热器76或电源78中的至少一个。散热器76热耦合到光源14并且被配置为从光源12传递热量。电源76向光源12和电路18供电。例如，电源76可以为感应充电器。电源76可以是用于向光源12供电的任何合适的设备(例如，连接到墙上麦汁的连接器)。
转到图7，示出了包括光源12、壳体40和床84的光疗系统10。壳体40将光源12保持在壳体40的内部空间42中。壳体40包括在壳体40的朝上表面82中的孔80。光源12定位在壳体40内以使得由光源12产生的光通过孔80发射。床84包括用于容纳壳体40的凹陷86。凹陷86成形为容纳壳体40，以使得壳体40的朝上表面82与床84的床面88齐平。这样，当发光垫14放置在床面88和壳体40上时，发光垫14平放并接收来自光源12的光。
转到图8，示出了图7的包括发光垫14的光疗系统10。壳体40包括不从壳体40的朝上表面82突出的保持特征90。保持特征90与发光垫14上的互补结构92对接，使得由光源12产生的光被发光垫14接收。例如，通过不突出，保持特征减少了积聚灰尘或钩住织物的机会。
保持特征90可以是用于容纳光学连接到发光垫14的光导20的端口或与发光垫14上的互补磁性连接器对接的磁性连接器，使得当磁性连接器与互补磁性连接器接合并且光源12发光时，发光垫14接收来自光源12的光。
如图10所示，光疗系统10还可以包括衬垫94，当发光垫14没有光学连接到光源12时，该衬垫放置在壳体40的朝上表面82和床84的床面96的至少一部分上。这样，仅需要移除发光垫14并为床84铺设衬垫94以用作睡眠表面。
回到图2，发光垫14可以包括识别器电路98，其被配置为将发光垫14的标识传输到电路18，使得当发光垫14光学连接到光源12时电路18接收所传输的标识，并且在没有接收到标识(指示发光垫14没有光学连接到光源)时电路18防止光源12发光。这样，当发光垫14未正确连接时，光疗系统10可防止光源12产生光。也就是说，如果发光垫14未正确连接(例如，使得只有由光源12产生的光的一部分从发光垫14发出)，则可以防止光源12发光以使患者不会收到不正确(在本示例中太低)的光学剂量。
转到图10，光疗系统10可以包括光导20、壳体40和套圈100。光导在连接点50处与光源12对接。光导20接收来自光源12的光并将接收到的光传输到发光垫14。套圈100在连接点50处保持光导20与光源12之间的光学连接。壳体40在壳体40的内部空间42中接收光源12。套圈100的一部分102延伸到壳体40的外部并且套圈的延伸部分102热连接到光源12，使得热量通过套圈100经由套圈的延伸部分102从光源12传递到壳体40的外部。
例如，套圈的延伸部分102可以是延伸出塑料壳体40的套圈的黄铜部分。这样，来自光源的热量可以通过套圈的延伸部分102传递到壳体40外部。
通过使用这种热传递机构，光疗系统10可以不包括任何运动部件(例如，没有用于热交换的风扇)。没有运动部件可以减少所需的维护并减少设备的故障，从而提高设备的性能。
如图11所示，光疗系统10可以包括与电子设备112通信的通信接口110。电路18可以经由通信接口110从电子设备112接收指令。响应于指令，电路18可以使通信接口110向电子设备112提供传感器16在一段时间内检测到的参数的记录。
电路18还可以经由通信接口110从电子设备114接收包括治疗开始时间的治疗计划。电路18可以在开始时间发出通知。即，光疗系统10可以通过在开始预定光疗的时间时提醒用户来提高光疗的性能。
例如，服务技术人员可以使用通信接口110来建立与在外部设备112(例如，智能电话)上运行的应用程序(也称为app)的接口。在该示例中，应用程序可以通过蓝牙或WIFI连接来与光疗系统对接以显示随时间的推移光源的性能(例如，由传感器16先前检测到的参数)，以及允许服务技术人员以诊断指南的形式参考实时帮助(例如，如果问题是X->检查Y和Z)、FRU(现场可更换单元，Field Replaceable Units))部件的安装视频、维护后结账数据的在线表格、构建购物的功能支持典型的维护程序，并然后放置部件订单、预防性维护间隔通知、黑匣子数据(因此，如果要发送该单元以用于RMA(退货授权，Return MaterialAuthorization)，请选择此功能将最后X小时的运行数据转储到给定的服务器)、输入患者的治疗计划信息(例如，可用于向家庭护理用户推送治疗频率和时间的提醒，或在当天的规定时间，系统会自动开始并加载治疗时间，并且发出通知，等待家长点击按钮并开始治疗)。
通信接口110可以包括无线网络适配器、以太网网卡或在通信接口110与外部设备112之间提供接口的任何合适的设备。通信接口110可以通信地耦合到计算机可读介质22，使得通信接口110能够通过网络发送存储在计算机可读介质22上的数据并将接收到的数据存储在计算机可读介质22上。通信接口110还可以通信地耦合到电路18，使得电路能够控制通信接口110的操作。通信接口110、计算机可读介质22和电路18可以通过系统总线、母板或使用本领域普通技术人员将理解的任何其他合适的方式来通信耦合。
发光垫14可以是由光纤形成的光纤面板。例如，光纤面板的光纤可以包括包层和导光芯。可以通过刻蚀包层来控制来自光纤的光发射，使得光由发光垫均匀地发射。光纤的刻蚀可以通过当今可用的工业手段经济地实现。
光疗系统还可以包括输出光疗系统10的位置(例如，到电路18)的跟踪器电路120。跟踪器电路120可以是全球定位系统(GPS)跟踪芯片。即，跟踪器电路120可以使用GPS来确定光疗系统10的位置。
跟踪器电路120解决了在成本敏感环境下(特别是在家中交付时)光疗的常见问题：设备供应商(通常是DME)在使用后恢复设备的能力。
光疗系统的上述实施例可以以任何合适的组合来被组合在一起。例如，来自本文单独描述的不同实施例的特征可以组合在一起以形成不同的组合。在不同实施例中描述的特征能够实现一种成本有效的光疗系统，该系统能够将毯式光疗的优势扩展到世界各地对成本敏感环境中的家庭。
说明书和权利要求中公开的所有范围和比率限制可以以任何方式组合。除非另有特别说明，否则对“一”、“一个”和/或“该”的引用可以包括一个或多个，并且对单数形式的项目的引用也可以包括复数形式的项目。
尽管本发明已经相对于某个或多个实施例示出和描述，但是本领域的其他技术人员在阅读和理解本说明书和附图后将会想到等同的改变和修改。特别是关于由上述元件(部件、组件、设备、组合物等)执行的各种功能，除非另有说明，否则用于描述这些元件的术语(包括对“装置”的引用)旨在对应于执行所描述的元件的指定功能的任何元件(即，功能上等同)，即使在结构上不等同于在本文示出的示例性实施例中执行功能的公开结构。虽然本发明的特定特征可能已经在上面仅相对于几个所示实施例中的一个或更多个进行了描述，但是这种特征可以与其他实施例的一个或更多个其他特征组合，这对于任何给定的或特定的应用可能是期望的和有利的。

Claims (35)

1.一种光疗系统，包括：
光源；
发光垫，其配置为发射由所述光源产生的光；
识别标签，其配置为输出识别所述发光垫的信号；
传感器，其用于检测所述光源的参数，其中：
所述传感器包括光电传感器、热传感器、电压传感器或电流传感器中的至少一种；
当所述传感器包括光电传感器时，所述光电传感器接收由所述光源产生的光的一部分；
当所述传感器包括热传感器时，所述热传感器检测所述光源的温度；
当所述传感器包括电压传感器时，所述电压传感器检测所述光源的正向电压；以及
当所述传感器包括电流传感器时，所述电流传感器检测所述光源的电流；以及
电路，其配置为：
从所述传感器接收检测到的参数；以及
基于接收到的参数，进行以下至少之一：
发出通知：或
调制所述光源产生的光，使得当所检测到的参数与所述光源产生的光的光功率的降低相关联时，使所述光源的电功率增加；并且
其中，所述电路还配置为：
调制所述光源产生的光；
从所述识别标签接收识别信号；
基于所述识别信号确定所述发光垫的校准设置；以及
基于确定的校准设置来调制光源产生的光，
其中，所述校准设置指定所述发光垫的光传输效率，并且所述电路基于所述发光垫的光传输效率与标准光传输效率值的比较来确定所述校准设置。
2.根据权利要求1所述的光疗系统，其中，所述电路配置为基于所检测到的参数来调制所述光源产生的光，使得从所述发光垫发射的光的光功率与预定光功率匹配。
3.根据权利要求1或2所述的光疗系统，还包括壳体，其中：
所述传感器包括多个热传感器；
所述光源和所述多个热传感器位于所述壳体的内腔中；并且
所述多个热传感器位于所述壳体内的不同位置。
4.根据权利要求1或2所述的光疗系统，其中，所述电路还配置为：
记录一段时间内不同时间点的接收参数；
确定所述一段时间内记录的参数的变化率；
当确定的变化率在一段时间内恒定且非零时，发出第一通知；以及
当所确定的变化率包括变化率增加或减少大于变化阈值的偏差时，发出不同于所述第一通知的第二通知。
5.根据权利要求1或2所述的光疗系统，还包括热耦合到所述光源并且配置为从所述光源传递热量的散热器。
6.根据权利要求5所述的光疗系统：
其中，所述传感器包括：
环境温度传感器，其配置为测量光疗系统所在环境的环境温度；以及
光源温度传感器，其配置为测量所述光源的操作温度；
其中，所述电路还配置为：
确定包括测得的环境温度与测得的操作温度之间的差的增量；
还包括非暂时性计算机可读介质，其配置为存储包括所述电路在不同时间确定的增量的历史增量；
其中，所述电路还配置为：
将当前时间确定的增量与历史增量进行比较；
当当前时间确定的增量偏离所述历史增量时，发出通知。
7.根据权利要求5所述的光疗系统：
其中，所述散热器包括热电冷却器；
其中，所述传感器包括：
环境温度传感器，其配置为测量光疗系统所在环境的环境温度；以及
功率传感器，其配置为测量由热电冷却器使用以使所述光源的位置保持在设定点温度的电功率；
还包括非暂时性计算机可读存储器，其存储指示由热电冷却器针对环境温度的正常功率使用范围的参数的映射，其中：
所述电路还配置为：
确定测量的电功率是否在测量的环境温度的正常功率使用范围内；以及
当测量的电功率不在正常功率使用范围内时，发出通知。
8.根据权利要求7所述的光疗系统，其中，基于所测量的电功率使用与先前时间的热电冷却器的电功率测量值相比较来确定所发出的通知。
9.一种光疗系统，包括：
光源；
光导，其光学连接到发光垫，其中，所述光导配置为在连接点处与所述光源对接，使得由所述光源产生的光被光导接收并传输到所述发光垫；
发光垫，其被配置为发射由所述光源产生的光；
识别标签，其配置为输出识别所述发光垫的信号；
环境光传感器；
连接器光传感器；以及
壳体，其中：
所述光源和所述连接器光传感器位于所述壳体的内腔中；
所述环境光传感器配置为测量位于壳体的内腔外部的环境中的环境光；
所述发光垫还配置为接收所述环境光并将接收到的环境光传输到所述光导；
所述光导还配置为接收来自发光垫的环境光并将光引导到所述连接点；以及
所述连接器光传感器配置为测量在连接点处接收到的环境光；以及电路，其配置为：
从所述环境光传感器接收环境测量值；
从所述连接器光传感器接收连接器测量值；
确定所述环境测量值与所述连接器测量值之间的差异；
当确定的差异大于环境光差异阈值时，发出连接错误通知；
其中，所述电路还配置为：
调制所述光源产生的光；
从所述识别标签接收识别信号；
基于所述识别信号确定所述发光垫的校准设置；以及
基于确定的校准设置来调制光源产生的光，
其中，所述校准设置指定所述发光垫的光传输效率，并且所述电路基于所述发光垫的光传输效率与标准光传输效率值的比较来确定所述校准设置。
10.一种光疗系统，包括：
光源；
发光垫，其配置为发射由所述光源产生的光；
识别标签，其配置为输出识别所述发光垫的信号；以及
电路，其配置为：
调制所述光源产生的光；
从所述识别标签接收识别信号；
基于所述识别信号确定所述发光垫的校准设置；以及
基于确定的校准设置来调制光源产生的光，
所述校准设置指定所述发光垫的光传输效率，并且所述电路基于所述发光垫的光传输效率与标准光传输效率值的比较来确定所述校准设置。
11.根据权利要求10所述的光疗系统，还包括运动传感器，其中，所述电路配置成当所述运动传感器在大于时间阈值的持续时间内没有感测到运动时发出通知。
12.根据权利要求10所述的光疗系统，还包括：
第一光导；
第二光导；
第一光传感器；以及
第二光传感器，其中：
所述光源包括：
第一光发射器，其配置为经由所述第一光导将光传输到发光垫；以及
第二光发射器，其配置为经由所述第二光导将光传输到发光垫；
所述第一光传感器配置为检测由发光垫接收并由发光垫传输至所述第一光导的光；
所述第二光传感器配置为检测由发光垫接收并由发光垫传输至所述第二光导的光；
所述电路还配置为：
所述第一光发射器和所述第二光发射器在时间上交替发光；
周期性地记录由所述第一光传感器检测到的光和由所述第二光传感器检测到的光；
当由第一光传感器检测到的光和由第二光传感器检测到的光在大于时间阈值的持续时间内没有改变达变化阈值时，发出指示没有检测到运动的无运动通知。
13.根据权利要求10所述的光疗系统，还包括光导，所述光导配置为接收来自所述光源的光并将接收到的光传输到所述发光垫。
14.根据权利要求13所述的光疗系统，还包括配置为将所述光导与所述光源光学连接的套圈。
15.一种光疗系统，包括：
光源，其包括多个光发射器，其中，所述多个光发射器中的每个被配置为产生光；
发光垫，其配置为发射由光源产生的光；
识别标签，其配置为输出识别所述发光垫的信号；以及
电路，其配置为：
调制所述光源产生的光；
从所述识别标签接收识别信号；
基于所述识别信号确定所述发光垫的校准设置；以及
基于确定的校准设置来调制光源产生的光，
其中所述校准设置指定所述发光垫的光传输效率，并且所述电路基于所述发光垫的光传输效率与标准光传输效率值的比较来确定所述校准设置；以及
外壳，其被配置为封装所述光发射器中的每个和所述发光垫。
16.根据权利要求15所述的光疗系统，其中：
所述光源包括多个光发射器；并且
所述多个光发射器沿着所述发光垫的横向边缘与所述发光垫对接。
17.根据权利要求15或16所述的光疗系统，还包括被认为接收和支撑所述发光垫的后表面或侧表面的平台，其中，所述平台包括以下至少之一：
散热器，其热耦合到光源并被配置为从光源传递热量；或者
电源，其配置为向所述光源和电路供电。
18.根据权利要求17所述的光疗系统，其中，所述电源包括感应充电器。
19.根据权利要求15或16所述的光疗系统，还包括：
壳体，其配置为将所述光源保持在所述壳体的内部空间中，其中：
所述壳体包括在壳体的朝上表面中的孔；并且
所述光源定位在壳体内，使得所述光源产生的光通过孔发射；
床，其包括用于容纳所述壳体的凹陷，其中，所述凹陷成形为容纳所述壳体，使得所述壳体的朝上表面与所述床的床面齐平；以及
所述壳体中的保持特征配置为：
不从壳体的朝上表面突出；并且
与所述发光垫上的互补结构对接，使得由所述光源产生的光被发光垫接收。
20.根据权利要求19所述的光疗系统，还包括衬垫，所述衬垫被配置为当所述发光垫没有光学连接到所述光源时，被放置在所述床的床面的至少一部分和所述壳体的朝上表面上。
21.根据权利要求19所述的光疗系统，其中，所述保持特征包括以下至少之一：
端口，其用于容纳光学连接到发光垫的光导；或者
磁性连接器，其配置为在发光垫上与互补磁性连接器对接，使得：
当所述磁性连接器与所述互补磁性连接器接合且所述光源发光时，发光垫接收来自光源的光。
22.根据权利要求15或16所述的光疗系统，其中，所述发光垫包括标识符电路，所述标识符电路被配置为将所述发光垫的标识传输到所述电路，使得当所述发光垫光学连接到所述光源时，所述电路接收传输的标识，并且当没有接收到指示发光垫未光学连接到所述光源的标识时，所述电路防止所述光源发光。
23.根据权利要求15或16所述的光疗系统，还包括：
光导，其配置为：
在连接点处与所述光源对接；
接收来自所述光源的光；以及
将接收到的光传输至发光垫；
套圈，其被配置为在连接点处保持光导与光源之间的光学连接；
壳体，其被配置为在壳体的内部空间中接收光源；
其中，所述套圈的一部分延伸到壳体的外部，并且套圈的延伸部分热连接到光源，使得热量通过套圈、经由套圈的延伸部分从光源传递到壳体的外部。
24.根据权利要求15或16所述的光疗系统，其中，所述光源包括多个光发射器。
25.根据权利要求24所述的光疗系统，其中，所述多个光发射器包括多个发光二极管(LED)。
26.根据权利要求15或16所述的光疗系统，其中，所述光疗系统不包括任何运动部件。
27.根据权利要求15或16所述的光疗系统，还包括配置为与电子设备通信的通信接口，其中：
所述电路经由所述通信接口接收来自电子设备的指令；并且
响应于所述指令，所述电路使通信接口在一段时间内向电子设备提供检测到的参数的记录。
28.根据权利要求27所述的光疗系统，其中，所述电路还配置为：
经由所述通信接口从电子设备接收包括治疗开始时间的治疗计划；并且
在开始时间发出通知。
29.根据权利要求15或16所述的光疗系统，其中，所述发光垫是由光纤形成的光纤面板。
30.根据权利要求29所述的光疗系统，其中：
所述光纤面板的光纤包括包层和导光芯；以及
通过刻蚀所述包层来控制来自光纤的光发射，使得光由发光垫均匀发射。
31.根据权利要求15或16所述的光疗系统，其中，所述发光垫是并非由光纤形成的模制光导。
32.根据权利要求中15或16所述的光疗系统，其中，所述发光垫具有包括三维轮廓发光区域的顶部表面。
33.根据权利要求29所述的光疗系统，还包括盖，所述盖被配置为将所述光纤面板容纳在所述盖的内部空间内，其中，所述盖由分层纺织物制成。
34.根据权利要求15或16所述的光疗系统，还包括配置为输出所述光疗系统的位置的跟踪器电路。
35.根据权利要求34所述的光疗系统，其中，所述跟踪器电路是全球定位系统(GPS)跟踪芯片。
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